Disciplina: Eletrônica Digital: Teoria e Prática. Unidade: 1 – Introdução a Eletrônica Digital. Aula: 4 – Funções e Portas Básicas 2. Software Acesso on-line Pago Infraestrutura Computador com memória RAM de no mínimo 4 GB e com acesso à internet.
Descrição do software ALGETEC – Laboratórios Virtuais é um simulador de laboratórios virtuais que simula o ambiente real e proporciona ao aluno a execução de experimentos sem sair de casa. Replica a aula prática com alto grau de fidelidade ao laboratório físico tradicional.
Nessa aula prática, será utilizada o experimento de Eletrônica: Circuito com Lógica Booleana. Para isto, acesse: Práticas Específicas de Engenharia Elétrica – Eletrônica: Circuito com Lógica Booleana – ID 931.
Atividade Prática Introdução A eletrônica digital é o ramo da eletrônica que trata do estudo dos sinais digitais e dos componentes que os utilizam ou criam. No domínio digital, ou seja, nos circuitos eletrônicos digitais, há apenas dois “estados”: LIGADO ou DESLIGADO. Por exemplo, quando você liga o interruptor de luz da sua sala de estudo, você sabe que há apenas duas posições possíveis em que o interruptor da luz pode estar: LIGADO ou DESLIGADO.
Quem também lida com dois estados, ou dois números é o sistema de numeração binária que trabalha com 1 (LIGADO) e 0 (DESLIGADO). O sistema binário é utilizado para construir as portas lógicas digitais, assim, compreender essas portas é um pré-requisito importante para aprender como funcionam os circuitos eletrônicos digitais e são os principais blocos de construção desses circuitos.
As portas lógicas são os componentes básicos do circuito digital, no qual possui uma única saída e mais de uma entrada. As portas AND, OR e NOT são as portas básicas, as portas NAND e NOR são as portas universais e as portas EX-OR e EX-NOR são as portas especiais. A porta NOT é usada para criar portas NAND e NOR.
A eletrônica digital ou circuitos digitais são parte integrante dos dispositivos eletrônicos, e algumas aplicações são: •A visualização das horas nos relógios digitais é projetada com base em circuitos digitais; •A computação quântica usa eletrônica digital;
•As portas automáticas funcionam segundo o princípio da eletrônica digital; •Os semáforos são baseados em circuitos digitais; •O computador e o celular utilizam circuitos digitais.
Atividade proposta Compreender a construção de circuitos lógicos em protoboard no qual contem as funções “E”, “OU” , “NÃO” e um circuito MEIO SOMADOR através da observação de um LED que está posicionado na saída do circuito..
Objetivos •Compreender o uso do laboratório virtual da ALGETEC para simulação de portas lógicas; •Compreender o conteúdo da disciplina Eletrônica Digital; •Aplicar os conhecimentos teóricos sobre as portas lógicas e compreender o funcionamento dessas portas através da observação de um LED posicionado na saída do circuito utilizando o laboratório virtual da ALGETEC.
Procedimentos para a realização da atividade Para a realização dessa atividade prática você deve acessar o laboratório virtual da Algetec, Práticas Específicas de Engenharia Elétrica e clicar em “Eletrônica: Circuito com Lógica Booleana”. A Figura 1 apresenta a tela inicial do experimento.
Figura 1 – Tela inicial com os experimentos da ALGETEC. Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). Antes de iniciar o experimento leia a APRESENTAÇÃO, o SUMÁRIO TEÓRICO e o ROTEIRO; Figuras 2, 3 e 4, respectivamente.
Público Figura 2 – Tela de APRESENTAÇÃO. Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). Figura 3 – Tela do SUMÁRIO TEÓRICO. Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). Público Figura 4 – Tela do ROTEIRO. Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).
Antes de iniciar o experimento, faça as três questões de pré-teste (Figura 5). Figura 5 – PRÉ-TESTE. Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). Em seguida acesse o EXPERIMENTO (Figura 6). Público Figura 6 – Tela do EXPERIMENTO. Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).
Clicando na tela do experimento, a próxima tela, é de fato do Simulador de Prática Profissional (Figura 7). Figura 7– Tela do Simulador. Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). Público Após clicar na palavra circuito, lado esquerdo da Figura 7, inicie o experimento (Figura 8). O primeiro circuito integrado (CI) é uma porta AND. Apertando com o botão direito do mouse em cima do CI você terá duas opções: “CONECTAR SAÍDA” e “VER DATASHEET”, conforme Figura
8.
Figura 8 – Circuito integrado de uma PORTA AND Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). Após ver o “DATASHEET”, clique em “CONECTAR SAÍDA”. A figura 9 apresenta a tela com a saída conectada (fio verde).
Público
Figura 9 – Tela com a saída conectada. Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). O próximo passo é realizar as conexões entre a entrada do circuito integrado e as chaves, juntamente com a saída e o LED. Lembre-se que estamos trabalhando com uma porta AND, ou seja, o LED só ira acender quando as duas chaves (LEVEL SWITCHES) 0 e 1 estiverem em H (HIGH – ALTA). Para mudar a posição da chave, clique em cima de cada uma, Figura 10.
Figura 10 – Tela com a chave 0 acionada em H Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). Público Teste o nível lógico da saída alternando as entradas entre os níveis alto (H) e baixo (L) e monte a tabela verdade com os resultados obtidos. Repita o procedimento anterior para os outros três circuitos a serem montados. Para isso, comece clicando em cima do terceiro quadrado verde do lado esquerdo da tela (CIRCUITO), destacado de vermelho na figura 11, para trocar o circuito integrado.
Figura 11 – Tela para troca do circuito Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). O próximo passo é clicar em cima do segundo botão da direita para esquerda, marcado com um retângulo vermelho, figura 12. Nesse botão você irá selecionar qual o próximo CI que você irá estudar. Para isso fique “clicando” em cima até selecionar o próximo circuito.
Figura 12 – Tela para escolha do circuito Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). O circuito que você deve selecionar é o da porta OR, figura 13. Após selecionado clicar no SELECIONAR CIRCUITO, do lado esquerdo da tela, marcado de vermelho.
Figura 13 – Tela para selecionar o circuito Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). Após selecionar o circuito desejado, selecionar SIM para substituir o circuito, figura 14. Figura 14 – Tela para confirmação da substituição do circuito. Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).
A Figura 15 apresenta o CI com a porta OR. Os passos a seguir devem ser repetidos para os circuitos com a porta OR, NOT e MEIO SOMADOR (PORTA AND e PORTA XOR) : •Ver o “DATASHEET”; •“CONECTAR SAÍDA; •Testar o nível lógico da saída alternando as entradas entre os níveis alto (H) e baixo (L);
•Anotar os resultados montando uma tabela verdade.
Figura 15 – Tela do circuito integrado porta OR Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). As figuras 16 e 17 apresentam respectivamente as telas para escolha do CI com porta NOT e do MEIO SOMADOR.
Figura 16 – Tela para escolha do CI : PORTA NOT Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). Figura 17 – Tela para escolha do CI: PORTA AND e PORTA XOR (MEIO SOMADOR) Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024). Após realizar o estudo de todas os CIs, responda as cinco questões que se encontram no ROTEIRO da ALGETEC e faça as questões de PÓS-TESTE, figura 18 Aula prática Eletrônica Digital: Teoria e Prática
Figura 18 – Tela do PÓS-TESTE. Fonte: Algetec. Elaborado pelo Autor (2024).. Checklist: Acessar o ambiente de simulação no laboratório virtual da ALGETEC; Ler a APRESENTAÇÃO; Ler o SUMÁRIO TEÓRICO; Ler o ROTEIRO; •Fazer as questões PRÉ-TESTE presentes no laboratório virtual da ALGETEC. Realizar as ligações e analisar os 4 Cis: AND, OR, NOT e MEIO SOMADOR; •Resolver as cinco questões propostas no ROTEIRO presentes no laboratório virtual da ALGETEC;
•Resolver os exercícios propostos no PÓS-TESTE presentes no laboratório virtual da ALGETEC. Estudante, você deverá entregar: •Um documento em pdf, constando os prints das ligações do CI AND, OR, NOT e MEIO
SOMADOR, todas as vezes nos quais o led estiver aceso. No total serão 8 prints;m•Nesse mesmo documento pdf entregar a resolução das cinco questões que constam no ROTEIRO presentes no laboratório virtual da ALGETEC. Aula prática Eletrônica Digital: Teoria e Prática
